Аналіз взаємозв’язку та метаморфізу вугільних пластів з їх шкідливими властивостями

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2022.266455

Ключові слова:

фізико-хімічні властивості вугілля, небезпечні властивості шахтопластів, якість вугілля, вихід золи, вміст вологи

Анотація

Об’єктом дослідження є кам’яне вугілля різних стадій метаморфізму. На даний час склалася ситуація, коли для прогнозу прояву небезпечних властивостей шахтопластів під час проведення гірничих робіт використовуються показники, які розроблені для встановлення споживчих якостей вугілля. Необхідність розгляду палива на його робочий стан обумовлена різними кінцевими цілями між встановленням споживчих якостей вугілля та проявом небезпечних властивостей шахтопластів. Стан і якість вугілля після його підготовки для використання істотно відрізняється від стану в зоні ведення гірничих робіт. Відповідна підготовка проб змінює фізико-хімічні властивості вугілля, які визначають прояв небезпечних властивостей шахтопластів при веденні гірничих робіт. Для усунення такої невідповідності проведено дослідження показників якості вугілля на їх робочий стан з урахуванням виходу золи та вмісту вологи для шахтопластів, що відпрацьовуються, з подальшим аналізом зміни кореляційних зв'язків між показниками. Показники прояву небезпечних властивостей шахтопластів запозичені з характеристик якості палива, наведеного на сухий беззольний стан. Використовуючи ці показники, заздалегідь вносяться додаткові похибки в точність прогнозу прояву небезпечних властивостей під час гірничих робіт. Значення показників органічної (горючої) частини палива служать загальними достовірними характеристиками його якості для всієї сукупності шахтопластів, але вони не можуть застосовуватися для прогнозу небезпечних властивостей конкретного шахтопласту внаслідок зниження точності їх визначення через непередбачуваний вміст мінеральних домішок і вологи. Проаналізовано вихідні експериментальні дані, які були накопичені протягом кількох десятиліть, виходячи з досвіду використання вугілля у промислових цілях. На підставі проведених досліджень встановлені особливості вибору показників метаморфічних перетворень вугілля, які паралельно використовуються відповідно для встановлення якості палива та прогнозу небезпечних властивостей шахтопластів. Виявлені невідповідності показників ступеня метаморфізму, що використовуються в чинній нормативній базі щодо безпечного ведення гірничих робіт, стану палива під час гірничих робіт у підземних умовах.

Біографії авторів

Єгеній Сергійович Руднєв, Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра електричної інженерії

Микола Іванович Антощенко, Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля

Доктор технічних наук, професор

Кафедра фармації, виробництва та технологій

Михайло Володимирович Філатьєв

Доктор технічних наук, професор

Ельвіра Миколаївна Філатьєва

PhD

Вадим Юрійович Тарасов, Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра фармації, виробництва та технологій

Посилання

  1. Williams, F. A. (1977). Mechanisms of fire spread. Symposium (International) on Combustion, 16 (1), 1281–1294. doi: https://doi.org/10.1016/s0082-0784(77)80415-3
  2. Stracher, G. B., Taylor, T. P. (2004). Coal fires burning out of control around the world: thermodynamic recipe for environmental catastrophe. International Journal of Coal Geology, 59 (1-2), 7–17. doi: https://doi.org/10.1016/j.coal.2003.03.002
  3. Du, J., Chen, J., Pu, Y., Jiang, D., Chen, L., Zhang, Y. (2021). Risk assessment of dynamic disasters in deep coal mines based on multi-source, multi-parameter indexes, and engineering application. Process Safety and Environmental Protection, 155, 575–586. doi: https://doi.org/10.1016/j.psep.2021.09.034
  4. Song, Z. (2022). Modelling oxygen-limited and self-sustained smoldering propagation: Underground coal fires driven by thermal buoyancy. Combustion and Flame, 245, 112382. doi: https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2022.112382
  5. Niu, H., Sun, Q., Bu, Y., Chen, H., Yang, Y., Li, S. et al. (2022). Study of the microstructure and oxidation characteristics of residual coal in deep mines. Journal of Cleaner Production, 373, 133923. doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.133923
  6. Kolker, A., Engle, M., Stracher, G., Hower, J., Prakash, A., Radke, L. et al. (2009). Emissions from coal fires and their impact on the environment. Fact Sheet, 3084. doi: https://doi.org/10.3133/fs20093084
  7. Antoshchenko, M. I., Tarasov, V. Y., Rudniev, Ye. S., Zakharova, O. I. (2021). On the Issue of Establishing the Stages of Coal Metamorphism for Predicting the Hazardous Properties of Coal Seams. Nature Environment and Pollution Technology, 20 (4), 1495–1503. doi: https://doi.org/10.46488/nept.2021.v20i04.011
  8. GOST 25543-2013. Mezhgosudarstvennyi standart. Ugli burye, kamennye i antratcity. Klassifikatciia po geneticheskim i tekhnologicheskim parametram. (2014). Moscow: Standartinform, 19.
  9. ASTM International (2012). Standard Classification of Coals by Rank: D388-15. ASTM International West Conshohocken, 7. doi: https://doi.org/10.1520/d0388-15
  10. Liu, F. (2022). A comparison between multivariate linear model and maximum likelihood estimation for the prediction of elemental composition of coal using proximate analysis. Results in Engineering, 13, 100338. doi: https://doi.org/10.1016/j.rineng.2022.100338
  11. Thomas, L. (1992). Handbook on practical coal geology. N. p., United States, 338.
  12. Grzebyk, W., Stolecki, L. (2015). Volumetric changes of rock massif preceding mining seismic events. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 80, 147–154. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2015.09.020
  13. Spravochnik po kachestvu i obogatimosti kamennykh uglei i antratcitov Ukrainskoi SSR (Donbass v granitcakh USSR, Lvovsko-Volynskii bassein) (1965). Kharakteristika kachestva kamennykh uglei i antratcitov Ukrainskoi SSR. Moscow: Nedra, 204.
  14. Spravochnik po kachestvu kamennykh uglei i antratcitov Donetckogo i Lvovsko-Volynskogo basseinov (1972). Donetckii nauchno-issledovatelskii ugolnyi institut. Moscow: Nedra, 168.
Analysis of metamorphism and tendency of coal seams and their hazardous properties

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-10-31

Як цитувати

Руднєв, Є. С., Антощенко, М. І., Філатьєв, М. В., Філатьєва, Е. М., & Тарасов, В. Ю. (2022). Аналіз взаємозв’язку та метаморфізу вугільних пластів з їх шкідливими властивостями. Technology Audit and Production Reserves, 5(3(67), 11–14. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2022.266455

Номер

Том 5 № 3(67) (2022): Хімічна інженерія

Розділ

Хіміко-технологічні системи: Звіт про науково-дослідну роботу

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Yevhen Rudniev, Mykola Antoshchenko, Mykhailo Filatiev, Elvira Filatieva, Vadym Tarasov

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.